В ТУСУРе разрабатывают инновационное устройство для костюма дайвера при погружении в арктические воды — Naked Science
9 минут
ТУСУР

В ТУСУРе разрабатывают инновационное устройство для костюма дайвера при погружении в арктические воды

4.5

В лаборатории факультета электронной техники кафедры промышленной электроники разработчика ТУСУРа при участии руководителя клуба подводного плавания «Наяда-ТУСУР», спелео-дайвера, работают над созданием эффективного, сверх компактного, «умного» канистрового света. Параметры разработки превосходят аналоги в 5-10 раз, а некоторые решения разрабатываются впервые.

В ТУСУРе разрабатывают инновационное устройство для костюма дайвера при погружении в арктические воды / ©ic.pics.livejournal.com

Для работы под водой, в пещерах, на опасных техногенных объектах и в Арктике необходимы качественный мощный источник света и тепла. При этом предъявляются чрезвычайно высокие требования к надежности оборудования: от него напрямую зависит жизнь людей. В настоящий момент дайверами используется так называемый канистровый свет.

Внутри герметичной канистры, которая крепится на поясе, располагаются крупная аккумуляторная сборка, силовые преобразователи с параметрами нагрузки, зарядные платы, платы защиты и контроля. Осветитель соединяется гибким проводом с канистрой и крепится в удобном месте. Благодаря двум выходам возможен и электро-подогрев одежды, и свет: в ледяной воде и для Арктики актуально и то и другое.

Прототип умного живучего аккумуляторного блока / ©Пресс-служба ТУСУР

Однако у существующих приборов есть ряд недостатков: невысокая мощность источника света, отсутствие дублирования источника энергии, небольшой диапазон рабочих температур, и при этом – высокая стоимость. У водолазов, спасателей, исследователей Арктики бывает необходимость проникнуть вдаль, вглубь объекта, на сотни метров на большую глубину в ледяной воде. Отказ электроники (света или подогрева) приведет к нештатной ситуации.

Совместная работа дайверов и разработчиков ТУСУРа помогла найти решение. В канистре возможно использовать первый канал как осветитель, второй — для электро-подогрева костюма человека в ледяной воде. В электронике и схемотехнике нет режимов, которые сразу отключат осветитель, либо подогрев в нештатной работе, так как это может привезти к гибели. Ученым удалось реализовать линейное плавное снижение тока нагрузки до допустимых пределов.

Команде, работающей над новым канистровым светом, удалось добиться яркости, равной мощности пяти автомобильных фар дальнего света с преобразователем в спичечном коробке с двойным независимым питанием. Его обеспечивает разработанный двухфазный синхронный преобразователь с мягкой коммутацией на частотах в 2МГц.

Прототип умного живучего аккумуляторного блока / ©Пресс-служба ТУСУР

Он работает как источник тока на одну нагрузку и не допускает перетоков энергии при разном заряде двух отдельных аккумуляторных сборок (разное входное напряжение) без использования диодов. Например, если разрядится одна аккумуляторная сборка (подогрев), то свет продолжит работать.

Важно, что надежность прибора можно контролировать в режиме реального времени. Это достигается благодаря тому, что схема контроля, защиты, балансировки аккумуляторов собирает, записывает и передает по воздуху всю возможную информацию одновременно с каждого из 14 аккумуляторов как при заряде, так и рабочем разряде. Благодаря этому в режиме реального времени или после можно проанализировать как деградирует сборка, ее реальную емкость и время работы. Это также позволяет сделать погружения более безопасными.

Еще одна успешно решенная в ходе разработки задача – предотвращение замерзания аккумуляторов в условиях низких температур Арктики и подледных погружений. «Существующие аналоги необходимо держать в тепле до самого момента погружения, что не всегда возможно в реальных условиях. Были случаи, когда зимой собрали снаряжение и начинается спуск, но аккумуляторы успели в сумке промерзнуть и не работали», – рассказывает о важности этого элемента разработки руководитель клуба подводного плавания «Наяда-ТУСУР» Кирилл Бородин.

©Пресс-служба ТУСУР

В канистровом свете, разработкой которого занимается команда ТУСУРа, замерзание аккумуляторов не допускается благодаря встроенному подогреву, доводящему внутренность канистры до 0 градусов. После включения света или обогрева аккумуляторы разогреваются, и внутри канистры с электроникой устанавливается температура, комфортная для всех элементов. Благодаря этому прибор сможет работать в широком диапазоне температур: от -40 до +60 градусов. Все параметры будут настраиваться, графики загружаться с обычного смартфона.

В настоящий момент созданы и исследованы математические модели силового преобразователя, на моделях отработаны режимы перегрузки, холостого хода, коммутации, защит. Разработаны печатные платы, проработан и промоделирован конструктив корпуса для работы на глубине до одного километра. Готов полный пакет конструкторской документации на прототип.

Результатом разработки станет сверх компактный, живучий, климатически защищенный, мощный осветитель на 240Вт/480Вт с честным двойным дублированием, самодиагностикой, встроенной платой заряда, балансира и защиты. Он будет востребован армией, МЧС, водолазами, дайверами, спелеологами и другими специалистами, которым приходится работать в экстремальных условиях.   

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
ТУСУР – самый молодой из томских университетов, но никогда не был в тени. Созданный во времена прорыва в космос, бурного развития электронно-вычислительной техники, новых средств связи и радиоэлектроники вуз с первых лет своего существования находился на острие научно-технического прогресса. ТИРиЭТ, ТИАСУР, ТАСУР, ТУСУР: как бы он ни назывался, – это марка лидера, лидера в сфере подготовки квалифицированных кадров для высокотехнологичных отраслей экономики, внедрения инновационных образовательных и исследовательских программ, прикладных разработок новой техники, аппаратуры и систем управления.
Позавчера, 11:54
2 минуты
Илья Ведмеденко

В Сеть выложили фотографии строящегося первого опытного образца нового легкого самолета ЛМС-901. Поднять машину в небо ранее хотели в конце этого года.

Позавчера, 19:25
5 минут
Виктория Сафронова

Город Нюва предлагается построить из туннелей в глубине марсианской скалы.

6 часов назад
2 минуты
Мария Кривоченко

Об этом рассказал академик и главный ученый секретарь президиума РАН Николай Долгушкин. К 2021 году число высококлассных специалистов, решивших покинуть страну, возросло почти до 70 тысяч.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

16 апреля
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

15 апреля
14 минут
Василий Парфенов

Новое масштабное журналистское расследование собрало воедино самые вопиющие факты коррупции, махинаций с официальной статистикой и игнорирования пандемии на государственном уровне.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

26 марта
12 минут
Василий Парфенов

Похоже, история с американскими военными и «неопознанными воздушными феноменами» только набирает обороты. Новое расследование раскрыло многократные встречи нескольких кораблей Военно-морского флота Соединенных Штатов с аномально ведущими себя летательными аппаратами. Причем происходило это вне пределов досягаемости для любого коммерческого дрона или иного известного компактного БПЛА.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: